СУДОСТРОЕНИЕ 2'200V
СУДОВЫЕ М1ШМШШ1 УСТАНОВКИ
• необходимость обоснования остаточного ресурса, а также возможности продления назначенных ресурсных показателей основного оборудования АЭУ по каждой выведенной из эксплуатации АПЛ;
• необходимость изменения конструкции строящихся или проектируемых ПАТЭС.
Решение указанных проблем требует проведения значительного комплекса НИОКР.
Следует отметить, что возможности использования реакторных отсеков утилизируемых АПЛ не исчерпываются ПАТЭС. Они могут быть применены на атомных ледоколах, срок эксплуатации которых определяется в первую очередь износом корпуса, при строительстве атомных эсминцев
или фрегатов, при создании подземных атомных электростанций.
Выводы. 1. Предлагаемая инновационная технология использования АЭУ утилизируемых АПЛ позволит: значительно снизить затраты на строительство ПАТЭС и сократить время их строительства и окупаемости; снизить стоимость утилизации АПЛ; значительно уменьшить количество радиоактивных отходов и затраты на обращение с ними; в полной мере использовать потенциал АЭУ утилизируемых АПЛ.
2. Для внедрения указанной технологии необходимо уже в ближайшее время развернуть комплекс НИОКР, позволяющий научно обосновать техническую возможность использования реакторных отсеков
утилизируемых АПЛ для проектируемых ПАТЭС.
Литературе
1. Ильин 8. Е, Колесников Л. И. Подводные лодки России Иллюстрированный справочник. М.: Изд-во ACT, 2002.
2. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-002-87).
3. Митенков Ф. М. Судовая ядерная энергети-ка//Вестник РАН. Т. 73. 2003. № 6.
4. Кувайцева И. Р. и др. Использование конверсируемой техники ВМФ для нужд малой энергетики//Судостроение. 2001. № 6.
5. Ильин 8. Е., Колесников А. И. Отечественные атомные подводные лодки//Техника и вооружение: вчера, сегодня, завтра. 2000. № 5-6.
6. Миронова Н. И. Плавучие АЭС усиливают риски и угрозы распространения//Атомная стратегия, 2005. Апрель.
7. Баранов И. Л. и др. Перспективный проект конверсионного использования энергетических установок выведенных из состава ВМФ атомных подводных лодок//Оборонный заказ. 2008. № 20.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОГНОЗУ И ОЦЕНКЕ РИСКОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
В. В. Медведев, канд. техн. наук, доцент СПбГМТУ,
тел. 812 4940952 удк621.43
Проблема обеспечения безопасности судна всегда актуальна. Применительно к судну важную роль играет судовая энергетическая установка (СЭУ), ее воздействие на рабочую и окружающую среду и ее взаимодействие с обслуживающим персоналом. Не случайно этому уделяется повышенное внимание, в качестве примера можно привести работы [1, 2].
Наибольший эффект в обеспечении безопасности достигается при проектировании. Можно выделить два принципиально разных случая проектирования любого сложного технического объекта (СТО). Первый основан на использовании типовых технических решений, для которых имеются хорошие прототипы и накоплена более или менее достаточная статистика о результатах их эксплуатации. Цель такого проектирования — создание модернизированного варианта, например судна. Второй случай касается проектирования объекта, для которого нет прототипа, т. е. когда создается новый, не имеющий аналогов объект техники. Никакой статистики по его эксплуатации нет и быть не может.
Эта объективная картина приводит к тому, что в деятельности Международной морской организации (ИМО) по созданию целевых стандартов постройки новых судов четко обозначились два подхода: один — с использованием формализованной оценки безопасности (ФОБ), другой — «детерминистский», учитывающий главным образом опыт эксплуатации [3]. Оба подхода совершенно оправданны,так как имеют для своего применения объективные предпосылки. Причем новый уникальный объект, созданный в условиях недостатка информации с использованием процедуры ФОБ, по мере его эксплуатации и накопления статистики становится типовым и вполне может быть модернизирован на основе «детерминистского» подхода. И наоборот, если в типовое решение вносятся существенные изменения, придающие объекту новые свойства, не присущие прототипу, то естественен переход к использованию ФОБ.
В данной статье основное внимание уделено проблематике прогноза и оценки рисков при проекти-
ровании новых, не имеющих аналогов технических решений СЭУ и ее элементов.
Проектирование любого СТО проходит несколько этапов (например, предэскизное, эскизное, предварительное, рабочее), отличающихся глубиной проработки конструктивного выполнения объекта. На каждом этапе проектирования решается задача выбора наилучшего варианта на основе их сопоставления по различным показателям — энергетическим (мощностным), мас-согабаритным, энергетической эффективности (экономичности) и т. п. Помимо перечисленных критериев появляется новый. Он основан на оценке риска, включая анализ и его количественную оценку, как это предусмотрено ГОСТ Р 51901.4-2005 и ГОСТ Р ИСО 10006-2005. Такой критерий выбора не является достаточным, но становится, согласно идеологии, заложенной в федеральном законе «О техническом регулировании», необходимым. Оценка альтернативных конструктивных решений на стадии проектирования предусмотрена ГОСТ Р 51901 — 2002. В общем случае прогноз и оценка риска выполняются на соответствующем этапе проектирования, а результат сравнения оценок служит одним из аргументов для выбора лицами, принимающими окончательное решение, варианта выполнения, например СЭУ, при переходе от одного этапа к другому (рис. 1).
В методологии ФОБ риск вычисляется по формуле К = РС ,где
6 Судостроение № 2, 2009 г.
СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
СУДОСТРОЕНИЕ 2'2Q0V
Формализация задачи (дерево событий)
-ЦТ
Вариант N
Формализация задачи (дерево событий)
Формализация задачи (дерево событий)
Рекомендации по выбору варианта
Конец проектирования
Рис.1. Алгоритм выбора варианта на основе прогноза и оценки рисков
Р — частота (или вероятность) нежелательного события; С — степень тяжести последствий нежелательного события.
Решение о приемлемости риска принимается при выполнении условия I? < Рдоп , где Рдоп - допустимая (приемлемая) величина риска нежелательного события.
При фиксированной величине Рдоп приведенное условие соблюдается при разных пропорциях между значениями Р и С. С этой точки зрения применение ФОБ в первую очередь к морским буровым установкам, танкерам, пассажирским судам и судам с аммиачными установками со стороны ИМО и Российского морского регистра судоходства (РС) логично и обоснованно.
Для разных вариантов, например, проектов одного судна или его СЭУ, степень тяжести последствий
нежелательного события может оставаться постоянной величиной. Это позволяет перейти к нормированию риска по величине Рдоп, определяемой из соотношения Рдоп = Рдоп/ С, где С = const. Тогда принятие решения о приемлемости риска возможно при выполнении условия Р< РдогГ В настоящее время можно выделить два направления в прогнозе и оценке риска. Первое связано с необходимостью учета при проектировании судна рисков для всего общества, что вынуждает рассматривать риски трех видов: человеческих, экологических и материальных (касающихся третьих лиц) потерь. Для этих рисков со стороны общества через надзорные и другие органы управления устанавливаются предельные величины. Риски нормируются через частоту человеческих потерь, допустимые величины загрязне-
ния окружающей среды (разливы нефти, выбросы в воздух, шумовое воздействие) и т. п. Такое нормирование осуществляется для судна в целом и позволяет на основании, например, рекомендаций ИМО получить соответствующие значения ^доп или' как было показано выше, Рдоп. Нужно отметить, что раздельное нормирование таких видов рисков оправданно, чтобы не было возможности перераспределить допустимое значение одного вида риска за счет другого.
Второе направление связано с вопросами хозяйственной деятельности конкретного судовладельца (судоходной компании — далее Компании) и определяет его коммерческой риск. Он учитывает не только указанные выше виды рисков, но и дополнительные, связанные, например, с техническим обслуживанием и ремонтом судна в процессе эксплуа-тации. Допустимые (приемлемые) значения такого риска Компания назначает сама.
Современное судно представляет собой сложную систему «человек—машина—среда» (ЧМС), которая является объектом оценки степени приемлемости техногенного риска. Наиболее общая модель функционирования такого объекта включает в себя техническое оборудование судна (М — «машину»), эксплуатирующий его персонал (Ч — «человека»), рабочую среду (С — «среду»), взаимодействующих между собой по заданной технологии и при установленной организации (порядке подготовки и проведения) работ (Т — «технология»). Кроме перечисленных основных компонентов модель системы включает также связи между ними и с окружающей систему средой. Допустимую величину каждого вида риска для судна в целом нужно распределить между теми компонентами ЧМС-системы, которые значимы на данном этапе проектирования. Это позволит перейти к обоснованию выбора вариантов выполнения компонентов системы и всех входящих в них элементов. По-
Судно
м
Т Внешняя
1 среда
Экипаж судна Пассажиры Специальный персонал
Рис. 2. Пример «дерева событий» для ЧМС системы
Рис. 3. Пример «дерева событий» для компонента Ч
СУДОСТРОЕНИЕ 2'200V
СУД0ВЫ1 ЭШПИЧЕСШ УСТАНОВКУ!
является потребность формализации задачи. Эта формализация подразумевает необходимость составления «дерева отказов» (Events Tree) или «дерева событий» (Fault Tree) (рис. 2). Формализация для каждого вида риска проводится отдельно. Здесь должен широко использоваться метод экспертной оценки, который выполняет команда экспертов во главе с координатором проекта, имеющим опыт и навыки использования методологии ФОБ и анализа рисков.
На разных этапах проектирования состав команды может меняться, сообразуясь с трудоемкостью и детализацией проекта. Для оценки степени согласия экспертов на каждом этапе проекта можно использовать предложенный PC специальный коэффицие
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.